关于火电厂凝汽式汽轮机冷端系统的运行优化策略探讨

关于火电厂凝汽式汽轮机冷端系统的运行优化策略探讨

发表时间：2019-06-06T09:01:11.860Z 来源：《电力设备》2019年第2期作者：黄立新穆龙茂

[导读] 摘要：冷端系统在火电厂凝汽使汽轮机运行中起着散热降温作用，其在机组热力循环中也起到辅助作用，所以其性能高低直接关系到机组的耗能量。

（内蒙古霍煤鸿骏铝电有限责任公司电力分公司 029200）

摘要：冷端系统在火电厂凝汽使汽轮机运行中起着散热降温作用，其在机组热力循环中也起到辅助作用，所以其性能高低直接关系到机组的耗能量。在节约成本和节约能源角度上，现在应用的冷端系统存在严重的能耗问题，相关人员还要从实际出发，了解具体汽轮机冷端系统的运行情况，然后针对其耗能情况，提出性能优化方案。

关键词：火电厂；凝汽式汽轮机；冷端系统；运行；优化策略

冷端系统要实现节能目的，还要使其核心凝汽器的真空度满足耗能参数要求，这需要确定其最佳真空，在冷端系统设计中，循环水泵也是重点设计对象，相关人员需要确定其最佳循环水量，以使冷却水量得以减少，实现节水目的。在优化冷端系统时，还要保证其基础性能，使其能处于高效运行状态。本文主要针对火电厂凝汽式汽轮机冷端系统的运行优化策略进行探讨。

1实例概况

火电厂为了提高生产效率、降低生产成本，可以对汽轮机冷端系统进行改造。以型号为 N300-16.7/538/538 的汽轮机为例，该汽轮机配置的循环水泵为定速闭式，数量为两台，型号为 180LKA-24，这种闭式循环水泵会为冷端系统提供相关的冷却水，开式供水方式为主要选择。在该汽轮机冷却系统运行过程中，出现的浪费现象主要表现在冷却水量不受控以及热污染大，凝汽器运行参数不合要求导致的能耗等。虽然也采取了改善措施，但其主要对冷却水量进行调节，其他的热能耗和热污染以及水资源消耗问题却没有得到解决。基于节能环保要求，相关人员需要对冷端系统进行深度优化，使其他耗能污染问题得到解决。

2火电厂凝汽式汽轮机冷端系统运行优化策略

2.1确定最佳循环水流量

循环水流量大小直接关系到冷却水量，为了节约冷却水，相关人员还要对循环水流量进行调整设计，使其在满足循环冷却系统功能要求同时达到最佳最少状态。循环冷却水系统在冷却水提供以及蒸汽水循环应用中发挥重大作用。蒸汽来自汽轮机低压缸，循环利用的蒸汽水是汽凝结后的水。在系统优化设计中，相关人员应使循环的蒸汽水减少量最小，这需要考虑汽轮机排汽量。排汽量一般与汽轮机运行负荷有关，也会受到温度的影响和制约。

所以在确定最佳循环水流量时，还要综合考虑影响因素，并将其作为计算的前提条件。在最佳循环水流量计算中，相关人员需要改变其中的一个条件，如排汽量大小，条件改变后，温度也会作出调整，此时的循环水流量以及热量散失情况等都会成为汽轮机饱和温度以及冷端系统压力的参考依据，相关人员还要在参数变化后，及时做好记录。凝汽器的真空度会受到循环水流量影响，在一定范围内，机组运行功率和循环水流量呈正相关。

增加水流量，机组运行功率会逐渐接近水泵功耗量，相关人员要找到两者相等时的水流量临界值，并在两者未达到平等状态时，找出最大差值，然后根据这些数据参数，有效调整水流量。水流量的调节可以通过水泵叶片的调整实现。循环水流量运行过程中，也会产生电能损耗，相关人员要将水量控制在最佳状态，以使能耗降低。在确定最佳水流量后，相关人员还要对供水方式进行优化，使供水中的水泵数量增多，这些水泵需要组合在一起，完成最佳水流量供应工作，这可以最大程度解决能耗问题。

2.2确定凝汽器最佳真空

凝汽器的真空度直接关系到汽轮机组的运行效率和热经济性，为了节约成本，相关人员要在优化设计中确定凝汽器的最佳真空参数。机组运行功率与真空参数大小呈正相关，在某个范围内，真空参数越大越好，但超过该临界值，真空非最佳状态，机组运行效率也非最佳。在确定最佳真空方面，相关人员可以研究循环水流量与真空参数之间的关系。前者会对后者产生一定的影响，主要表现在蒸汽循环利用中，蒸汽水形成的过程会对蒸汽器真空产生负面影响。当机组输出功率与循环水泵消耗功率差值最大时，真空参数最佳。在调节真空参数时，相关人员可以从循环水流量调节方面入手，使两种增加后的功率差值最大。凝汽器在运行中，其真空度会处于变化状态中，要使该参数一直处于最佳状态，相关人员还要借助真空泵来自由启停，使真空得到有效调节。但在优化真空泵启停方式中，还要注意控制真空调整过程中的耗能，使其远远小于真空泵消耗功率[2]。相关人员还要找到真空泵停止应用的判断依据，以保证调整耗能大于运行耗能时，能及时使其处于停止运行状态。

2.3在经济角度上优化冷端系统

冷端系统优化设计不仅要考虑能源和能耗节约，还要考虑到整个机组以及火电厂的运行效益，所以还要站在经济角度上，分析水资源使用费和冷却水热污染费。这两种费用直接关系到汽轮机净收益，为了提升净收益，还要减少各种费用花销。这两种费用大小与冷却水量有关，在计算费用时，相关的参考参数便是冷却水量，相关人员还要通过计算结果，控制冷却水量。在计算过程中，相关的计算准则以政府和行业规定的标准为参考。在计算中，会涉及到这两种费用，也会涉及到拖动循环水泵的电动机耗能费用和汽轮机功率增加收益数值，相关人员需要用该收益值减掉其他费用，最终结果便是汽轮机净收益 [3]。

3火电厂凝汽式汽轮机节能运行

3.1改进汽轮机的启动

需要进行设备启动时间的合理规划，需要全保汽轮机启动时，具有更高的安全性，为了对其进行更高程度的保障，在设备启动之前需要全面检查汽轮机，同时还需要针对汽轮机运行机制和内部构造进行有效的启动预判，确保能够提前发现汽轮机启动时可能对其启动时间造成影响的各项因素。一次同时，为了实现启动时间的进一步控制，相关工作人员还需要科学处理疏水系统，通过有效增加疏水点数量，实现暖管时间的有效缩短，进而使汽轮机启动时间得到有效缩短[3]。

3.2优化汽轮机的运行

我国目前应用汽轮机过程中，通常选择定-滑-定的方式实现具体运行，这种运行方式不仅能够实现节流损失的有效控制，去确保进一步适应负荷变化，实现机组一次调频。不仅能够对设备运行效率进行更高程度的保障，同时也可以在一定程度内降低运行能耗，确保科学优化运行方式。在处于极低负荷状态时，通过科学应用低水平定压调节方式，能够进一步确保水泵轴临界在实现水循环，燃烧，转速等作业